LEDを完全な回路に接続すると、現在の状況はどうなりますか

順方向電圧が2.2ボルトで順方向電流が20mAのLEDがあり、なんとかして正確に2.2ボルトのバッテリーを作成し、そのLEDとそのLEDだけをそのバッテリーに取り付けた場合、電流はどうなるでしょうか。？

ダイオード/ LEDの動作が混乱しています。私は通常、5VバッテリーとLEDと直列に接続した抵抗が電流を制御すると言っていたと理解しています。LEDの特性をよく理解しようとしています。

ありがとう

— タイラー・デウィット
ソース

LEDの電圧を20mAで測定し、その同じ電圧をそれに供給して20mAを消費させることができます。ただし、その電圧からのわずかな偏差とLED温度の変化は、LED電流に比例して大きな影響を与えます。

— Olin Lathrop

データシートを入手して、図をご覧ください。

— starblue

@OlinLathrop-私はあなたが「不釣り合いに」を意味したのではないかと思います。「比例的に」一種の線形性を示唆しています。

— JustJeff

@JustJeff：おっと、はい。現在編集するには遅すぎます。

— Olin Lathrop、2011

回答:

理論的には、これでうまくいき、20mAを得ることができます。ただし、これは非常に壊れやすいシステムです。何かが少しずれると、希望の電流が得られません。たとえば、次のものを制御/認識する必要があります。

ダイオードが動作する温度、おそらく自己発熱を説明します
特定の温度でダイオードが20mAを消費する正確な電圧（データシートにはおそらく「公称」値または許容誤差が記載されていることに注意してください。正確な電圧を知る必要があります。
電源（バッテリー）は、LEDを駆動するだけの場合よりもはるかに正確である必要があります。

問題は、ダイオードが電圧の非常に小さな変化で電流を劇的に変化させることです。これは、ショックレーダイオード方程式で見ることができます。

私 = 私_{s} （ e^{\frac{V}{ん V_{T}}} - 1 ）

$\Large I=I_s ( e^{\frac{V}{n V_T}}-1)$

これは、電流（I）が印加電圧（V）とともに指数関数的に変化することを示しています。したがって、ダイオードに固定電圧を印加して正確な電流を得ることが可能ですが、それは困難です。ダイオード電流は、抵抗と十分な電圧ヘッドルームを備えた大まかな電流源を作成できるため、電流モードでは比較的簡単に制御できます。これは、5Vでダイオードと直列に抵抗を接続しているときに起こります。別の方法は、定電流シンクで、ICで簡単に実行できます。これらは、プログラムされた電流をシンクできるLEDドライバーチップとして表示され、それらもうまく機能します。

— W5VO
ソース

奇妙なことに、電流を制限するものは何もないので、私の直感は、ダイオードが短絡を引き起こすということでした。

— D

素晴らしい情報をありがとう。LEDドライバーチップがプログラムされた電流をシンクできると言うとき、どういう意味ですか？LEDドライバーを調べたところ、まだそこに抵抗器を投入する必要があるようです。ありがとう

— Tyler DeWitt

ダイオード固有の特性により電流が制限されます。繰り返しますが、電圧と電流の間には指数関数的な関係があるため、この方法でダイオードを使用することは間違いなく困難です。最終的に（ダイオードが溶断しない場合）、ダイオードの直列抵抗により電流が制限されます。

— W5VO 2011

毎日新しいことを学んでください...あるいは良い日にたくさんの新しいことを学んでください。この考えをもう少し考えなければならないでしょう。ありがとう

— Tevo D

@TylerDeWitt TI TLC5940などのチップを指します。al。これは基本的に切り替え可能な電流シンクとして機能します。基準電流を設定するための抵抗がありますが、LEDと直列に接続された抵抗はありません。

— W5VO 2011

それを考慮すれば明らかです

「2.2Vを適用したときに20 mAを消費するLEDは、2.2ボルトを適用したときに20 mAを消費します」:-)

つまり、理想的な状況では安定性があります。しかし、あなたの質問は、現実の世界ではこの理想的な状況が当てはまらないことをよく知っていることを示しています。これを実現することは良いスタートです。

スターブルーが言ったように、データシートを見ることは良い考えです。

以下は、適度に典型的なLEDの電圧対電流曲線です。メーカーによると、公称定格は3.2Vで100mAですが、曲線を見ると、100mAで3.3V低下することがわかります。テーブルと曲線はどちらも「典型的な」値であることを意味します。データシートが少しでも不一致である場合、それは悪いスタートですが、ここでは重要ではありません。データシートによると、Vfは100 mAで2.9Vから3.5Vまで低くなる可能性があります。

曲線を見て、Vfが3.3V（= 100 mA）から3.4Vに変更された場合の典型的なLEDの変化を確認します。3.7Vでは200 mA、約4.05V = 300 mA、4.4Vでは400 mAを消費します。

つまり、Vfが3.3Vから4.4Vに変化した場合、電圧が33％増加すると、電流は100 mAから400 mAになります。

いくつかの簡単なエクササイズは、自分で行った場合に理解を深めるのに役立ちますが、実際の生活で何が起こっているかをよりよく感じるでしょう。固定電源電圧と一連の抵抗値について、この曲線の安定状態を試します。次に、固定抵抗値と一連の電源電圧を試します。

これがあなたの理解に役立つかどうか教えてください。

ここに画像の説明を入力してください

— ラッセル・マクマホン
ソース